Júpiter y sus satélites galileanos

“Así pues, el día siete de enero del presente año 1610, en la primera hora de la noche siguiente, mientras yo contemplaba los astros celestes a través del catalejo, apareció Júpiter, y puesto que yo tenía dispuesto un instrumento suficientemente excelente, comprobé (cosa que antes en absoluto me había sucedido por la debilidad del otro aparato) que lo acompañaban tres estrellitas, pequeñas en verdad , pero no obstante clarísimas, las cuales, aunque se considerasen en el número de las fijas, me produjeron no poco asombro, por el hecho de que parecían dispuestas exactamente en una línea recta y paralela a la eclíptica. Eran más luminosas que otras iguales en magnitud, y la disposición de ellas entre sí y con relación a Júpiter era la siguiente:”

Dibujo Galileo lunas galileanas

Así comenzaba Galileo Galilei, en su obra Sidereus Nuncius, hace nada más y nada menos que 4 siglos, su descripción de las lunas de Júpiter, que hoy en día conocemos como “Galileanas”.

Cuatro lunas, cada una con características propias y a la vez con algunas similitudes, que las hacen objetos muy interesantes para un estudio detallado.

Hablamos de Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. En esta composición, las vemos, en ese orden, tal como las fotografió la sonda New Horizons de la NASA en su camino a Plutón, en el año 2007. El instrumento utilizado fue el Long Range Reconnaissance Imager (LORRI).

Ío, Europa, Ganímedes y Calisto
NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

No tenía manera Galileo de imaginar lo que el avance de la tecnología iba a poner a nuestra disposición: imágenes de una calidad excelente, y la posibilidad de estudiar a fondo todas sus características mediante misiones espaciales inimaginables en su época.

La exploración de las lunas Galileanas comenzó hace ya bastantes años, con las misiones Pioneer 10 y 11 (lanzadas en 1972 y 1973); las Voyager 1 y 2 (lanzadas en 1977); la sonda Galileo lanzada en 1989; Cassini-Huygens, lanzada en 1997, cuyo objetivo final era Saturno pero ha enviado también material sobre las lunas; New Horizons, lanzada en 2006 con destino Plutón, pero al igual que Cassini también ha contribuido; la sonda Juno (lanzada en 2011), y en el futuro, la misión Europa Clipper, prevista para finales de 2024, que tiene como objetivo sobre todo investigar la posible existencia de vida en Europa.

Algunas de estas misiones han sobrevolado las lunas galileanas a alturas tan bajas como 261 kilómetros, como fue el caso de la sonda Galileo. Esto ha permitido obtener imágenes muy detalladas para su estudio.

ALGUNAS CURIOSIDADES

Con tres de las lunas galileanas se cumple la denominada Resonancia de Laplace: por cada órbita de Ganímedes alrededor de Júpiter, Europa hace dos, e Ío cuatro. A su vez, tal como nuestra luna, las cuatro muestran siempre la misma cara hacia el planeta.

Ío, Europa y Ganímedes comparten una estructura interna en capas. En el caso de Ío, se cree que tiene un núcleo envuelto por roca fundida en forma parcial, y su corteza es de roca sólida con algo de azufre. Europa y Ganímedes, en cambio, sobre el núcleo y la envoltura de roca, poseen una gruesa capa de hielo; y probablemente Europa tenga una capa de agua subterránea debajo de su helada corteza.

En cambio, en Calisto, las capas parecen ser no tan notorias (o definidas), y se supone que están compuestas de hielo y roca.

Todas las lunas galileanas poseen una tenue atmósfera, de distinta composición: la de Europa y Ganímedes contiene oxígeno, la de Ío contiene dióxido de azufre; mientras que la de Calisto contiene dióxido de carbono.

ÍO

La órbita de Ío es la más cercana a Júpiter. Hablamos en este caso del 4º satélite en tamaño del sistema solar. Lo que más llama la atención de Ío son sus volcanes. De hecho, es el objeto del sistema solar con más actividad volcánica.

Valiosos datos fueron obtenidos por la sonda Galileo de la NASA, lanzada en octubre de 1989. Luego de alguna asistencia gravitatoria con Venus y la Tierra, la misión como tal comienza a finales de 1995, al entrar en la órbita de Júpiter.

La siguiente imagen, entre otras, fue tomada entre septiembre y noviembre de 1996, combinando diversas imágenes en el infrarrojo cercano, verde y violeta.

Ío tomada por la sonda Galileo
NASA/JPL/University of Arizona

Gracias a los datos obtenidos por Galileo, ahora se sabe que Ío tiene 115 estructuras montañosas, y 541 centros volcánicos, de los cuales 152 son activos (antes de la misión, sólo se conocían 81 con actividad). La montaña más alta es Boösaule Montes, con unos increíbles 17,5 km. de altura.

Desde el punto de vista geológico y la actividad volcánica, los científicos piensan que Ío nos brinda una oportunidad única, ya que hay procesos de los que no hay precedentes en la Tierra.

EUROPA

Europa es el 6º satélite en tamaño del sistema solar. Los científicos estiman que Europa contiene el doble de agua que la tierra, de ahí la importancia de su investigación. Los astrobiólogos consideran que Europa tiene potencial para tener una zona habitable; en lugares extremos de la Tierra prosperan formas de vida que pueden ser similares a los que se podrían encontrar en el satélite.

Europa tomada por la sonda Galileo
NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Con el objetivo de investigar a fondo el tema, a finales de 2024 está previsto el lanzamiento de la misión Europa Clipper. Será una sonda que en principio hará entre 40 y 50 sobrevuelos de Europa, en algunos casos a sólo 25 kilómetros de la superficie. Para ello, tendrá la asistencia gravitatoria de Ganímedes y Calisto.

La nave utilizará una protección especial contra la radiación, consistente en una bóveda de titanio y aluminio, que ya fue probada hace unos años con la sonda Juno.

GANÍMEDES

Ganímedes, el satélite más grande de Júpiter, también lo es del sistema solar. Por otro lado, es el único que posee campo magnético.

Este último dato, también se lo debemos a la misión Galileo, que en sus dos primeros pases sobre el satélite reveló la existencia de un campo magnético fuerte.

Ganímedes tomada por la sonda Galileo
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Tal como en Europa, se cree que Ganímedes también tiene un enorme océano bajo su corteza helada; esta vez el volumen de agua sería unas 25 veces el de los océanos de la Tierra.

Mediante simulaciones, se ha llegado a la conclusión de que es muy probable que el agua y el hielo estén apilados en varias capas, formando una especie de “Club Sandwich” o “Moonwich”, como le llaman en tono de broma incluso en algunos artículos de la NASA.

Moonwich
Representación artística

Otro dato curioso, es que los océanos de este satélite pueden llegar a tener hasta 800 kilómetros de profundidad, con bastante más presión que sus equivalentes en nuestro planeta.

CALISTO

Calisto es nuestro último invitado. Es un satélite de tamaño considerable también; en este caso, el 3º del sistema solar.

Calisto tomada por la sonda Galileo
NASA/JPL/DLR

Como en los otros satélites galileanos, la misión Galileo ha aportado la detección en Calisto de la presencia de dióxido de carbono tanto en una fina atmósfera, como en la superficie. Este descubrimiento fue publicado en su momento en la prestigiosa revista Science.

Este descubrimiento fue posible gracias al espectrómetro de cartografía del infrarrojo cercano, uno de los instrumentos que lleva la nave.

Se cree que una atmósfera tan tenue, se está perdiendo por la radiación ultravioleta que el satélite recibe del sol, que descompone las moléculas en iones y electrones, que son absorbidos por el campo magnético de Júpiter.

Se espera detectar también otros gases en la atmósfera de Calisto en el futuro.

REFERENCIAS

  • SIDEREUS NUNCIUS – Galileo Galilei
  • NASA SCIENCE – Solar System Exploration

https://solarsystem.nasa.gov/moons/jupiter-moons/in-depth/

  • Jet Propulsion Laboratory – Possible «Moonwich» of Ice and Oceans on Ganymede (Artist’s Concept)

https://www.jpl.nasa.gov/images/pia18005-possible-moonwich-of-ice-and-oceans-on-ganymede-artists-concept

  • The magnetic field and magnetosphere of Ganymede M. G. Kivelson / K. K. Khurana / F. V. Coroniti / S. Joy / C. T. Russell / R. J. Walker / J. Warnecke / L. Bennett / C. Polanskey

http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/197-97GL02201.pdf

  • Europa Clipper

https://europa.nasa.gov/

  • Jet Propulsion Laboratory

Dynamic Terrain and Volcanoes Galore on Io

https://www.jpl.nasa.gov/news/dynamic-terrain-and-volcanoes-galore-on-io

Galileo Spacecraft Finds Thin Atmosphere on Callisto

https://www.jpl.nasa.gov/news/galileo-spacecraft-finds-thin-atmosphere-on-callisto

Marcelo Franchi
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